ВведениеВ целях реализации государственных программ РФ«Развитие науки и технологий» на 2013–2020 годы,«Развитие оборонно-промышленного комплекса», стратегии развития морской деятельности РФ до 2030 года, а также развития системы материаль- но-технического обеспечения военнослужащих, в частности продовольственного обеспечения, не- обходима  разработка  перспективных   технических и технологических разработок, обеспечивающих повышение эффективности технологического обору- дования и технологических процессов приготовления пищи в закрытых (ограниченных) пространствах подводной лодки [1–4]. Анализ исследований пока- зал, что работы в данном направлении ведутся, но по своим техническим характеристикам не отвечают предъявляемым требованиям [5–13]. Для решения поставленной задачи необходима разработка тепло- вого аппарата, обеспечивающего интенсификацию приготовления блюд с возможностью сохранения пищевой ценности исходного сырья. Объект и методы исследованияВ целях ускорения  кулинарной  (механической и тепловой) обработки продуктов питания из не- жилованного мяса и сохранения пищевой ценности исходного сырья в закрытых (ограниченных) про- странствах камбуза дизельной подводной лодки предложена технологическая разработка сохранения пищевой ценности и повышения усвояемости мясных блюд. Интенсификация подготовки и созревания полуфабриката обеспечивается за счет применения разрядно-импульсного удара  и  тепловой  обработки в потоке электромагнитного излучения ИК-спектра в режиме «Гриль» [14].Технологическое решение основано на том, что в процессе механической разрядно-импульсной обработки  полуфабрикат  увеличивается  в  объеме вую энергию и передается нижним слоям продукта вплоть до центральной области. Результаты и их обсуждениеДанная технологическая разработка отличается тем, что для расширения ассортимента блюд из мяса, сохранения их питательных веществ, снижения уси- лий среза, усилий на разрыв и повышения нежности, мягкости, усвояемости в условиях закрытых (ограни- ченных) пространств используется новое камбузное технологическое оборудование: устройство для тен- деризации в жидких средах УТЖС-1, устройство для тендеризации УТ-0,1, камбузный гриль КГ-1.Кулинарная обработка мясных блюд с сохранени- ем пищевой ценности и повышения их усвояемости включает 4 основные технологические операции (рис. 1): подготовительную (размораживание, зачист- ка поверхности, омывание, обсушивание, разделка туш, деление на отрубы, обвалка отрубов, выделение крупнокусковых полуфабрикатов, приготовление порционных полуфабрикатов, подготовка рассола); механическая обработка; подготовка к тепловой об- работке, деление на порции, размещение в жарочной камере технологического оборудования; тепловая обработка.Рассмотрим предложенную технологическую раз- работку сохранения пищевой ценности и повышения усвояемости мясных блюд с подробным описанием каждой технологической операции.Подготовительная операция. Проводится до начала кулинарной обработки и включает несколько этапов первичной обработки мясного сырья [14]. Ко- личество этапов зависит от вида сырья (туша, полу- туша, отруб). Новизной подготовительной операции является подготовка рассола. В подготовленной воде температурой t = 10–16 °С смешиваются (из расчета на 1 кг готового продукта) поваренная соль – 7 %, специи  (перец  черный  молотый)  –  0,1  %,  сахар  – за  счет  разрыва  коллагеновых  связей  и  проникно- вения  рассола.  Свободная  вода,  содержащаяся  в 1,5 %, пищевая добавка нитрат натрия (NaNO 2, – 0,015 %.Е250) полуфабрикатах, при тепловой обработки интен- сивно поглощает  ИК-излучение  с  длиной  волны λ = 1,0–1,2 мкм, нагревая поверхностный слой про- дукта.  Энергия  излучения  преобразуется  в  тепло- Добавление добавки Е250 в рассол придает крас- ную окраску и защищает полуфабрикат от окисления и порчи бактериями (botulinum), которые являются возбудителями   ботулизма   –   серьезной   пищевой Абдурахманов Э. Ф. Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 2 С. 177–184   Технологическое Технологические операции                                Параметры  оборудование 1       Подготовительные операции технологической  операции                 Устройство  для  тендеризации  УТ-0,1 (U – 220–230 В; I – 2 А, Р – 75 Вт;f – 50 Гц) Размораживание. Зачистка поверхности. Омывание. Обсушивание. Разделка туш  Производственный стол. Ванна для мытья мяса. Стойка с крюками. Топор. Поварская тройка. Электрический  нож (P – 100 Вт, U – 220 В, f – 50 Гц)Производственный стол.Поварская тройка. Электрический  нож (P – 100 Вт, U – 220 В, f – 50 Гц)Производственный стол. Емкость для специй и рассолаУстройство        для      тендеризациижидких  средах  УТЖС-1  (V  емкости– 0,4 м3, U – 220–230В; Р – 1 кВт;f – 50 Гц; Упаковочная машинаU – 220–230 В; I – 5 А  Деление на отрубы. Обвалка отрубов Выделение  крупнокусковых  полуфабрикатов Приготовление  порционных полуфабрикатов Подготовка рассола  рН – 6,9 – 7,2; АТФ – 4; t внутри мышц = 3–16 °C; t Н2О –18–22 ºС;τ = 15–60 мин m = 1500–2000 г;t внутри мышц = 3–16 °Cm = 80–120 г;t внутри мышц = 3–36 °C t Н2О = 10–16 ºС  2            Механическая обработка Тендеризация  Крупнокусковые  мясные  полуфабрикаты(созревание, упаковка, хранение)  Порционные  полуфабрикаты         τ  =  2–4  мин,  продолжительность разряда 50–100 мкс;S  искры – 4300 м/с продолжительность разряда20–30  мкс;  τ  =  4–7  с,  разрядное напряжение 30–50 кВ, mаx энергияв импульсе 100 кДж Производственный стол. Емкость. 3         Подготовка к тепловой обработке Поварская тройка  Камбузный гриль КГ-1 (f  – 50 Гц,U – 220–230 В, P – 1,8 кВт, I – 4 А)  Производственный стол. Нож.  Весы. (оттаивание, деление на порции, размещение 4                Тепловая обработкаЖарка (с использованием щепы)режим «Гриль»    в технологическом оборудовании)   не ≥ 4 часов Охлаждение   кулинарной продукции.Деление на порции. Выдача потребителям m = 1500–2000 г, m = 80–120 г,m = 30–40 г; t вн мышц = 3–16 °C t = 180–220 °C, Sоб – 0,5 м/с,λ = 1,0–1,2 мкм, q = 6,8–7,8 кВт/ м2, t вн слоев пп = 80 °C, щепа фрукт дер = 20–48 г t пп = 25–35 ºС; τ = 40–50 мин   Рисунок 1. Технологические операции технологической разработки сохранения пищевой ценности и повышения усвояемости мясных блюд Figure 1. Technological operations of the technological solution aimed at preserving the nutritional value and increasing the digestibility of meat dishes  Тендеризация  (разрядно-импульсная  обработка)      В процессеприготовления пищи Порционные полуфабрикаты Обработка специями (сухой посол) Крупнокусковые полуфабрикаты Жидкая среда (вода, рассол) Заблаговременно (до выхода в море)  Созревание Упаковка (вакуумная тара)  Охлаждение, заморозка. Хранение    Подготовка к тепловой обработке (порционирование)     В процессе приготовления пищи   Мелкокусковые полуфабрикаты (m = 30–40 г)Порционные полуфабрикаты (m = 80–120 г)Крупнокусковые полуфабрикаты (m = 1000 г)                Тушение Варка  Гриль                  Жарка             Запекание   Рисунок 2. Способы механической обработки мясного сырья в предлагаемой технологической разработке Figure 2. Methods of mechanical processing of raw meat in the proposed technological solution  интоксикации,  приводящей  к  поражению  нервной системы [15].Механическая обработка мясных полуфабрика- тов. Реализуется двумя способами, представленными на рисунке 2. Разрядно-импульсная обработка (РИО) реализу- ется как в технологическом процессе приготовления мясных блюд, так и заблаговременно (на объектах промышленно-экономического комплекса страны). Крупнокусковые   мясные   полуфабрикаты   массой Abdurakhmanov E.F. Food Processing: Techniques and Technology, 2019, vol. 49, no. 2, pp. 177–184  Разрушают структуру мышечной тканиМеханические силы создаваемые волной разрушают межволоконные коллагеновые связи (основное сопротивление)Размягчение волокон структуры мясного полуфабрикатаЧастичные разрывы структуры волоконжестких тканей и изменения формы волоконна гофрированную и извитую обеспечивают разволакиваниеНабухание мышечных волокон, за счет интенсивного проникновения и распределения соли в толще мяса и деструктивного влияния разрядно-импульных ударов на структуру мышечной ткани  Рисунок 3. Изменения при разрядно-импульсной обработки на мясной полуфабрикат Figure 3. Effect of pulse-type processing on the meat semi-finished product  m = 1500–2000 г подвергаются РИО в жидкой среде (рассоле) и упаковываются в вакуумные пакеты. Это позволяет сократить время затрат, повысить каче- ственные показатели полуфабрикатов, расширить возможности по приготовлению мясных продуктов питания в закрытых (ограниченных) пространствах.Рассол является хорошим трансформатором энер- гии, выделяющейся в канале. Импульсное выделение электрической энергии в последнем, благодаря малой сжимаемости жидкости, приводит к росту давления в плазме. Высокое давление формирует и распростра- няет в окружающей среде интенсивные возмущения.Возникающие в рассоле разрядно-импульсные удары разрушают хрящи и другие прочные части мяса, активно действуют механические силы, доста- точные для разрушения межволоконных коллагено- вых связей, создающие разрядно-импульсной волной гидравлическое сопротивление (рис. 3).Разрядно-импульсные удары при воздействии на дезинтеграцию биологических тканей обеспечивают   Рисунок 4. Сравнительные характеристики тендеризации полуфабриката Figure 4. Comparative characteristics of the tenderized semi-finished product  ИК-спектра происходит без их контакта с какой-ли- бо теплопередающей поверхностью или теплоно- сителем. Принцип обработки основан на том, что свободная вода, содержащаяся в полуфабрикатах, интенсивно поглощает ИК-излучение с длиной вол- ны λ = 1,0–1,2 мкм, нагревая внутренние слои про- дукта питания. Энергия излучения, преобразованная в тепловую энергию, передается внутренним слоям продукта вплоть до центральной его области.Принудительная конвекция в процессе тепловой обработке в режиме «Гриль» интенсифицирует про- грев и скорость приготовления продуктов питания. В отличие от кондуктивного нагрева, при обработке в режиме «Гриль» поверхность продукта остается от- крытой. Это обеспечивает охлаждение этих слоев, а также возможность подводить к продукту интенсив- ный поток тепла.На  поверхности  порционных  продуктов,  охва- полное  сохранение  витаминов  А ,  Д ,  В [16–26]. ченных жаром от преобразования ИК-волн в тепло, 2          2          12 Аскорбиновая кислота в виде водных растворов окисляется в значительно меньшей степени, чем при термической обработке [18, 27]. Предложенная технологическая операция обеспечивает сохранение мясного сока, содержание нутриентов, увеличение объема и массу полуфабриката (рис. 4).Подготовка  к  тепловой  обработке.  При  ре- ализации   данной   технологической   операции   осу- происходит интенсивная коагуляция белков, причемна глубине до 5 мм одновременно. Это позволяет подводить значительные мощности, которые затем в виде кондуктивной теплопередачи поступают вглубь мясной порции. Это обеспечивает сохранение мяс- ного сока, делая порции сочными, ароматными и пышными.  Зависимость  продолжительности  тепло-  ществляется подготовка полуфабрикатов к тепловой                          90обработке: оттаивание, деление на порции, размеще-                          80 70 ние в технологическом оборудовании. Масса , m, г Операция  осуществляется  как  заблаговременно60с  использованием  крупнокусковых  полуфабрикатов 50  прошедших РИО и созревание, так и при подготовкек тепловой обработке в непрерывном технологиче-                             40ском   процессе.   Полуфабрикаты   порционируются                              30в  соответствии  с  технологической  картой  блюда,  Тепловая обработка в режиме "Гриль" t = 180–200 °С СВЧ обработка t = 200–230 °С Конвекционный способ тепловой обработки t = 220–250 °С    Тепловая обработка мелкокусковых полуфабрикатов (m = 40 г) в режиме "Гриль" фиксируются на вспомогательном технологическом оборудовании (шампур, вертел), размещаются в жа- рочной камере теплового аппарата.Тепловая обработка  мясных  полуфабрикатов в режиме «Гриль». Тепловая обработка полуфабри- катов из мяса в потоке электромагнитного излучения 1                    2                    3                   4                    5                    6                    8                  10                 12                14                 16                 18                20                 22Продолжительность, τ, минв режиме Гриль                  Конвекционный способ                   СВЧ                  в режиме Гриль  Рисунок 5. Зависимости продолжительности тепловой обработки мясных полуфабрикатов от способа Figure 5. Effect of the method on the heat treatment duration  180 Абдурахманов Э. Ф. Техника и технология пищевых производств. 2019. Т. 49. № 2 С. 177–184  вой  обработки  мясных  полуфабрикатов  от  способа наложения тепла представлена на рисунке 5.Температура внутренних слоев продукта питания достигает t = 80–85 °С, а температура поверхност- ного слоя t = 130 °С, что способствует образованию поджаристой корочки.На заключительном этапе приготовления мясных блюд используется гриль в области ИК-спектра. Энергия подается плотностью 6–10 кВт/м2 с длиной волны 1,1 мкм. При этих параметрах продукт дово- дится до состояния готовности к употреблению. Это позволяет сократить продолжительность тепловой обработки и улучшить показатели качества готовой продукции [28]. ВыводыПоказано влияние разрядно-импульсной обра- ботки крупнокусковых полуфабрикатов в жидких средах и тепловой обработки  в  режиме  «Гриль» (λ = 1,0–1,2 мкм) на продолжительность приготовле- ния мелкокускового продукта питания (шашлыка) по предложенной технологической разработке.Новизна технологической разработки заключается в том, что воздействие предлагаемой разрядно-им- пульсной обработки обеспечивает равномерный разрыв коллагеновых волокон, сухожилий и хрящей исходного сырья при равномерном просаливании его структуры, а тепловая обработка в режиме «Гриль» снижает   интенсивность   испарения   мясного   сока, ускорение  передачи  тепла  к  внутренним  слоям  за счет интенсивного потока тепла.Практическая значимость заключается в реализа- ции предложенной технологической разработки в за- крытых (ограниченных) пространствах при снижении физических и временных затрат обслуживающего персонала, улучшении физико-химических и орга- нолептических показателей, вкусовых качеств, усво- яемости и сохранения пищевой ценности продуктов питания из нежилованного мяса при одновременном его просаливании и обеспечении увеличения срока продолжительности  хранения  полуфабрикатов   в 3–4 раза. Это обеспечивает сокращение продолжи- тельности приготовления мясных блюд на 20 %, повышение массы полуфабрикатов на 16–20 %, пи- щевой ценности готовых блюд на 11–13 % [29]. Конфликт интересовАвтор заявляет об отсутствии конфликта интересов. БлагодарностиВыражаю благодарность профессорско-препода- вательскому составу кафедры № 3 (материального обеспечения) «Военной академии материально-тех- нического   обеспечения   имени   генерала    армии А. В. Хрулева». ФинансированиеМатериалы подготовлены в рамках выполнения диссертационного исследования.